導讀
據日本大阪大學官網近日報道，該校與德國萊布尼茨固體與材料研究所的研究團隊開發出世界上最薄且最輕的磁性傳感器矩陣薄片系統，它可以使得各種表面上磁二維分佈變得可視化。
背景
傳統的磁性傳感器電路，是由集成在硬度與玻璃相似的基底上的堅硬硅基電子元件組成，這意味著它們只能被安放在平坦的表面上。
相反地，柔性的軟磁性傳感器也一直在開發中，但是目前為止還沒有開發出一款設備可集成形成整個系統所需的驅動電路、傳感器掃描機制、信號處理電路以及無線測量單元。
一篇新論文的領導作者 Masaya Kondo 表示：“這是因為柔性磁傳感器元件難以製造。進一步地說，難以將製造工藝與電路技術整合到一起。”
創新
近日，日本大阪大學與德國萊布尼茨固體與材料研究所的研究團隊開發出世界上最薄且最輕的磁性傳感器矩陣薄片系統，它可以使得各種表面上的磁二維分佈變得可視化。
磁性傳感器矩陣系統（圖片來源：大阪大學）
技術
現在，這個聯合研究團隊通過在一個1.5微米厚的塑料薄膜上，將稱為“有機晶體管”的柔性電子元件與巨磁阻元件集成到一起，開發出一款超薄且柔軟（“像皮膚一般”）的磁性傳感器矩陣薄片系統。這種難以察覺的電路在塑料薄膜上製造，可以粘貼到人的皮膚上，不會引起不適感，即使在摺疊時也可以正常運作。
這個磁性傳感器矩陣薄片系統，靈敏度比傳統系統高10倍，不僅可以檢測和放大微弱的磁性信號，也可以通過自動掃描排列成矩陣圖案的磁性傳感器元件，使得磁性的二維分佈變得實時可視。
用磁性傳感器矩陣系統映射的磁場（圖片來源：大阪大學）
價值
在物理信息中，通過二維薄片型磁傳感器系統獲取的磁信息，比電信息更加精準。這是因為，由於物質中的高磁導率，磁傳感器具有很高的空間分辨率。薄片型傳感器可提供高精度的物理信息，因為它可以粘貼到各種物體的表面上，不管形狀如何。
這項研究的領導者 Sekitani 教授表示：“將我們的薄片型傳感器粘貼到堅固的結構上，通過繪製由鋼筋老化引起的磁畸變圖，就可以識別損傷的精確位置。此外，一旦傳感器的靈敏度得以進一步提高，就可以通過磁測圖，實現比傳統心電描記法更高精度的心臟病診斷。”
關鍵字
磁、傳感器、柔性電子
【1】M. Kondo, M. Melzer, D. Karnaushenko, T. Uemura, S. Yoshimoto, M. Akiyama, Y. Noda, T. Araki, O. G. Schmidt, T. Sekitani. Imperceptible magnetic sensor matrix system integrated with organic driver and amplifier circuits. Science Advances, 2020; 6 (4): eaay6094 DOI: 10.1126/sciadv.aay6094
【2】https://resou.osaka-u.ac.jp/en/research/2020/20200123_1
閱讀更多 環球創新智慧 的文章
關鍵字: 原汁原味的德系SUV 大阪大學 柔性
